Vad är multispektral bildteknik
Förord.
Multispektral avbildning är en metod för att erhålla och analysera bilder av data från olika spektralband. Färgbilder och multispektrala bilder kan fånga information över ett brett spektrum, inklusive synliga band Dessa olika band motsvarar olika våglängdsområden och våglängder. Material reflekterar, absorberar eller sänder ljus på olika sätt.
Multispektrala kameror använder flera optiska sensorer eller filter för att separera och fånga ljus med olika våglängder. Samtidigt fånga bilder av varje våglängdsband, vilket gör det till en kameraanordning som fångar spektralinformation vid olika våglängder. Detta skiljer sig från vanliga RGB -kameror, som bara kan fånga bilder i det synliga ljusbandet, medan multispektrala kameror kan en kamera fånga ett brett spektrum, vanligtvis inklusive synligt ljus, infraröd och ultravioletta band. Multispektrala kameror ger rikare information än vanliga RGB -kameror, vilket gör dem särskilt lämpliga för många applikationsregion, inklusive jordbruksproduktklassificering, jordbruksinspektion, livsmedelssäkerhet, miljöövervakning etc.
Utvecklingen av multispektrala kameror
På 1960 -talet uppstod en ny detekteringsteknologi, nämligen multispektral bildteknik. Samtidigt tillhandahålla information om mål i olika spektrala band och kombinera bildteknologi med spektroskopisk teknik. Genom att utforma det optiska systemet.
Vanliga flygfilmkameror som kan användas snart kan bara föreställa sig ett specifikt enda spektralband, men kan inte bäras. Målinformation. Den utvecklade multispektrala kameran kan utföra multispektral och multispektral avbildning. Denna metod förlitar sig huvudsakligen på filtreringseffekten av bältesfiltret. Genom att kombinera filter filtreras information med samma mål i olika frekvensband kan tas emot samtidigt, vilket uppnår bilder över ett brett spektralt intervall. Multispektrala kameror kan delas upp i Prism -separationsstruktur, filterhjulstruktur och filterhjulseparationsstruktur differentierade splittringsmetoder.
Klassificering av multispektrala kameror
PRISM -spektrum
PRISM -spektrala multispektrala kameror inkluderar vanligtvis ett inmatningsoptiskt system som styr olycksbelysningar Det kan inkludera linser eller andra optiska komponenter för att fokusera ljus på prismen. Prismstrålesplitteren är kärnkomponenten. En kamera används för att sprida olycklig ljus i spektra med olika våglängder. Vanligtvis använder en kamera ett eller flera prismor, var och en motsvarande ett våglängdsband. Flera prismor kan anslutas i serie för att sprida flera våglängdsband. Genom att separera ljus av olika våglängder genom ett prisma kommer det separerade ljuset in i olika regioner. Multi -spektrala bilder kan användas för provtagning.
Multispektral avbildning är en metod för att erhålla och analysera bilder av data från olika spektralband. Färgbilder och multispektrala bilder kan fånga information över ett brett spektrum, inklusive synliga band Dessa olika band motsvarar olika våglängdsområden och våglängder. Material reflekterar, absorberar eller sänder ljus på olika sätt.
Multispektrala kameror använder flera optiska sensorer eller filter för att separera och fånga ljus med olika våglängder. Samtidigt fånga bilder av varje våglängdsband, vilket gör det till en kameraanordning som fångar spektralinformation vid olika våglängder. Detta skiljer sig från vanliga RGB -kameror, som bara kan fånga bilder i det synliga ljusbandet, medan multispektrala kameror kan en kamera fånga ett brett spektrum, vanligtvis inklusive synligt ljus, infraröd och ultravioletta band. Multispektrala kameror ger rikare information än vanliga RGB -kameror, vilket gör dem särskilt lämpliga för många applikationsregion, inklusive jordbruksproduktklassificering, jordbruksinspektion, livsmedelssäkerhet, miljöövervakning etc.
Utvecklingen av multispektrala kameror
På 1960 -talet uppstod en ny detekteringsteknologi, nämligen multispektral bildteknik. Samtidigt tillhandahålla information om mål i olika spektrala band och kombinera bildteknologi med spektroskopisk teknik. Genom att utforma det optiska systemet.
Vanliga flygfilmkameror som kan användas snart kan bara föreställa sig ett specifikt enda spektralband, men kan inte bäras. Målinformation. Den utvecklade multispektrala kameran kan utföra multispektral och multispektral avbildning. Denna metod förlitar sig huvudsakligen på filtreringseffekten av bältesfiltret. Genom att kombinera filter filtreras information med samma mål i olika frekvensband kan tas emot samtidigt, vilket uppnår bilder över ett brett spektralt intervall. Multispektrala kameror kan delas upp i Prism -separationsstruktur, filterhjulstruktur och filterhjulseparationsstruktur differentierade splittringsmetoder.
Klassificering av multispektrala kameror
PRISM -spektrum
PRISM -spektrala multispektrala kameror inkluderar vanligtvis ett inmatningsoptiskt system som styr olycksbelysningar Det kan inkludera linser eller andra optiska komponenter för att fokusera ljus på prismen. Prismstrålesplitteren är kärnkomponenten. En kamera används för att sprida olycklig ljus i spektra med olika våglängder. Vanligtvis använder en kamera ett eller flera prismor, var och en motsvarande ett våglängdsband. Flera prismor kan anslutas i serie för att sprida flera våglängdsband. Genom att separera ljus av olika våglängder genom ett prisma kommer det separerade ljuset in i olika regioner. Multi -spektrala bilder kan användas för provtagning.
Fördelar:
Hög bildhastighet: Mycket viktigt för applikationer med hög temperaturupplösning, till exempel övervakning av dynamiska processer
Full upplösning: kapabel att fånga alla band inom ett kontinuerligt våglängdsområde
Ingen förlust: arbete baserat på principerna för reflektion och spridning, utan att minska ljusets intensitet
Nackdelar:
Hög kostnad: Kostnaden för att justera optiska komponenter och optiska vägar är mycket höga.
Stor storlek: PRISM-baserade multispektrala kameror kräver vanligtvis stora prismor och optiska komponenter för att tillverka kameran för stor
Filterhjulsteknologi
Använd filterrotation för att få flerkanalspektrala bilder. Dessa filter är vanligtvis belägna i detta filterhjul stöder vanligtvis 8-12 frekvensband, var och en motsvarande ett annat spektralt intervall. En av fördelarna är att spektralreflektansen för varje pixel kan bestämmas genom att bearbeta multispektrala bilder varje frekvensband har fullständig rumslig upplösning, samtidigt som du möjliggör anpassade filter och ersätter enligt specifika applikationskrav. Kameran måste dock växla kontinuerligt mellan olika frekvensband, och bildhastigheten är mycket långsam. Därför är det bara lämpligt för att skjuta fasta mål.
Hög bildhastighet: Mycket viktigt för applikationer med hög temperaturupplösning, till exempel övervakning av dynamiska processer
Full upplösning: kapabel att fånga alla band inom ett kontinuerligt våglängdsområde
Ingen förlust: arbete baserat på principerna för reflektion och spridning, utan att minska ljusets intensitet
Nackdelar:
Hög kostnad: Kostnaden för att justera optiska komponenter och optiska vägar är mycket höga.
Stor storlek: PRISM-baserade multispektrala kameror kräver vanligtvis stora prismor och optiska komponenter för att tillverka kameran för stor
Filterhjulsteknologi
Använd filterrotation för att få flerkanalspektrala bilder. Dessa filter är vanligtvis belägna i detta filterhjul stöder vanligtvis 8-12 frekvensband, var och en motsvarande ett annat spektralt intervall. En av fördelarna är att spektralreflektansen för varje pixel kan bestämmas genom att bearbeta multispektrala bilder varje frekvensband har fullständig rumslig upplösning, samtidigt som du möjliggör anpassade filter och ersätter enligt specifika applikationskrav. Kameran måste dock växla kontinuerligt mellan olika frekvensband, och bildhastigheten är mycket långsam. Därför är det bara lämpligt för att skjuta fasta mål.
Filterris
En multispektral kamera baserad på en filtreringsuppsättning kan få multispektrala bilder i ett skott utan att öka storleken eller kostnaden. De kan vanligtvis stödja flera synliga ljuskanaler, nära infraröd och kortvåginfraröd. Tillämpas på jordbruk, miljöövervakning, fjärravkänning och satellitbilder. Antalet filter på filteruppsättningen är begränsat.
Multispektral kamerateknik
Mänsklig syn är tricolor, vilket innebär att varje färg är en produkt av signaler som genereras av tre typer av lätta mottagare. Celler är belägna på näthinnan, som är en funktion som begränsar vårt synfält till ett tredimensionellt färgutrymme. Liksom en mobiltelefon låter det dig utöka ditt synfält till ett högdimensionellt färgutrymme och fundera över alla dolda utrymmen. Ett sätt att uppnå detta är att använda multispektrala bilder. Denna kub innehåller mycket information. Frågan om spektralanalys av varje objekt är, hur får vi denna smalbandsbild?
När ljuset passerar genom flera ytor med anti -reflekterande beläggningar kommer det att reflektera och störa de separerade luckorna. Dessa ytor resulterar i smala bandöverföringspektra för strukturen. I detta filter kommer transmissionsspektrumet att förändras. Överföringstoppen kommer att flyttas till det infraröda området.
En multispektral kamera baserad på en filtreringsuppsättning kan få multispektrala bilder i ett skott utan att öka storleken eller kostnaden. De kan vanligtvis stödja flera synliga ljuskanaler, nära infraröd och kortvåginfraröd. Tillämpas på jordbruk, miljöövervakning, fjärravkänning och satellitbilder. Antalet filter på filteruppsättningen är begränsat.
Multispektral kamerateknik
Mänsklig syn är tricolor, vilket innebär att varje färg är en produkt av signaler som genereras av tre typer av lätta mottagare. Celler är belägna på näthinnan, som är en funktion som begränsar vårt synfält till ett tredimensionellt färgutrymme. Liksom en mobiltelefon låter det dig utöka ditt synfält till ett högdimensionellt färgutrymme och fundera över alla dolda utrymmen. Ett sätt att uppnå detta är att använda multispektrala bilder. Denna kub innehåller mycket information. Frågan om spektralanalys av varje objekt är, hur får vi denna smalbandsbild?
När ljuset passerar genom flera ytor med anti -reflekterande beläggningar kommer det att reflektera och störa de separerade luckorna. Dessa ytor resulterar i smala bandöverföringspektra för strukturen. I detta filter kommer transmissionsspektrumet att förändras. Överföringstoppen kommer att flyttas till det infraröda området.
Redan 1987 implementerade Melonson denna princip med MEMS -enheter. Men nuvarande Fabry Perot -filter baserade på MEMS är deras inställbara sortiment är mycket begränsat, och de kan bara minska de första och tredje luckorna. För det tredje kommer det dragande fenomenet att vara ockuperat. Multispektrala bilder kräver mycket breda filter som kan justera intervallet och dragningen. Detta fenomen kan undvikas genom att helt enkelt avkoppla optiska och MEMS -enheter.
I den här designen har vi en rörlig spegel med en uppsättning externa elektroder. Bilden nedan är en fysisk bild av det inställbara filtret. Den är bara 1,05 mm tjock och består av tre skivor. I detta koncept, när vi applicerar en körspänning, minskar det optiska gapet inte längre utan ökar, och denna design kan uppnå gaputvidgningen 6 gånger.
Denna kompatibla kamera med bottom-up multispektral för mobiltelefoner har använts allmänt vid jordbruksinspektion, autonom körning, industriell automatisering, ansiktsigenkänning, medicin etc. Toleransstandarder för mobiltelefoner.
